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山 西農業(yè)大 學學年第二學期材料力學試題(A卷)一、選擇題(20分)1、圖示剛性梁 AB由桿1和桿2支承,已知兩桿的材料相同,長度不等,橫截面積分別為 A1和A2,若載荷P使剛梁平行下移,則其橫截面面積( )。、A1〈A2B、A1〉A2C、A1=A2D、A1、A2為任意 題一、1圖2、建立圓周的扭轉應力公式τ ρ=Mρρ/Iρ時需考慮下列因素中的哪幾個?答:( )1)扭矩MT與剪應力τρ的關系MT=∫AτρρdA2)變形的幾何關系(即變形協(xié)調條件)3)剪切虎克定律4)極慣性矩的關系式IT=∫Aρ2dAA、(1) B、(1)(2) C、(1)(2)(3) D、全部3、二向應力狀態(tài)如圖所示,其最大主應力σ 1=( )、σB、2σC、3σD、4σ 題一、3圖4、高度等于寬度兩倍 (h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的載荷,若僅將豎放截第1頁共35頁題一、4面改為平放截面,其它條件都不變,則梁的強度( )A、提高到原來的 2倍B、提高到原來的 4倍C、降低到原來的 1/2倍D、降低到原來的1/4倍已知圖示二梁的抗彎截面剛度EI相同,若二者自由端的撓度相等,則P1/P2=()、2B、4C、8 題一、5圖D、16二、作圖示梁的剪力圖、彎矩圖。(15分)三、如圖所示直徑為d的圓截面軸,其兩端承受扭轉力偶矩m的作用。設由實驗測的軸表面上與軸線成450方向的正應變,試求力偶矩m之值、材料的彈性常數(shù)E、μ均為已知。(15分)六、結構如圖所示,P=15kN,已知梁和桿為一種材料,E=210GPa。梁ABC的慣性矩I=245cm4,等直圓桿BD的直徑D=40mm。規(guī)定桿BD的穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2。求○1BD桿承受的壓力。第2頁共35頁○2用歐拉公式判斷 BD桿是否失穩(wěn)。(20分)五題圖 六題圖-------------------------號---學---_--_--_-_--_-_--_-_--_-_--_-_---名---姓-------級題答班準不內線業(yè)封專密_-_-_--_-_-_-_--_-_--_-_--_-_--_-_----院---學---術---技---程--
山 西農業(yè)大 學學年第二學期材料力學試題(B卷)二、選擇題(20分)1、下列結論中正確的是 ( )、材料力學主要研究各種材料的力學問題B、材料力學主要研究各種材料的力學性質C、材料力學主要研究桿件受力后變形與破壞的規(guī)律D、材料力學主要研究各種材料中力與材料的關系2、有兩根圓軸,一根為實心軸,直徑為 D1,另一根為空心軸,內外徑比為d2/D2=0.8。若兩軸的長度、材料、軸內扭矩和產生的扭轉角均相同,則它們的重量之比 W2/W1為( )A、0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.473、低碳鋼拉伸試件的應力-應變曲線大致可分為四個階段,這四個階段是( )、彈性變形階段、塑性變形階段、屈服階段、斷裂階段B、彈性變形階段、塑性變形階段、強化階段、頸縮階段C、彈性變形階段、屈服階段、強化階段、斷裂階段第3頁共35頁D、彈性變形階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段4、高度等于寬度兩倍 (h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的載荷,若僅將豎放截面改為平放截面,其它條件都不變,則梁的強度( )A、提高到原來的 2倍B、提高到原來的 4倍C、降低到原來的 1/2倍D、降低到原來的1/4倍已知圖示二梁的抗彎截面剛度EI相同,若二者自由端的撓度相等,則、2B、4C、8D、16
題一、4圖P1/P2=( )題一、5圖二、作圖示剛架的軸力圖、剪力圖、彎矩圖。 (15分)二題圖三、如圖所示直徑為d的圓截面軸,其兩端承受扭轉力偶矩m的作用。設由實驗測的軸表面上與軸線成450方向的正應變,試求力偶矩m之值、材料的彈性常數(shù)E、μ均為已知。(15分)第4頁共35頁五、如圖所示,重物Q由高度H處自由下落,落在AB梁的中點C處,設EI=常數(shù),求這時C點撓度C。(15分)號學____________名姓級
五題圖六、圖示剛架,已知剛架各梁抗彎剛度為 EI,求:1)C點支座反力;2)作剛架彎矩圖。(20分)六題圖-山西農業(yè)大學-學年第二學期材料力學考試題------三、選擇題(20分)------1、下列結論中正確的是()-----A、材料力學主要研究各種材料的力學問題------B、材料力學主要研究各種材料的力學性質------C、材料力學主要研究桿件受力后變形與破壞的規(guī)律-------D、材料力學主要研究各種材料中力與材料的關系-------第5頁共35頁-------題2、建立圓周的扭轉應力公式τ ρ=Mρρ/Iρ時需考慮下列因素中的哪幾個?答:( )5)扭矩MT與剪應力τρ的關系MT=∫AτρρdA6)變形的幾何關系(即變形協(xié)調條件)7)剪切虎克定律8)極慣性矩的關系式IT=∫Aρ2dAA、(1) B、(1)(2) C、(1)(2)(3) D、全部3、二向應力狀態(tài)如圖所示,其最大主應力σ 1=( )、σB、2σC、3σD、4σ題一、3圖4、有兩根圓軸,一根為實心軸,直徑為 D1,另一根為空心軸,內外徑比為d2/D2=0.8。若兩軸的長度、材料、軸內扭矩和產生的扭轉角均相同,則它們的重量之比 W2/W1為( )A、0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.47已知圖示二梁的抗彎截面剛度EI相同,若二者自由端的撓度相等,則P1/P2=()、2B、4C、8 題一、5圖D、16二題圖三、如圖所示直徑為 d的圓截面軸,其兩端承受扭轉力偶矩 m的作用。設由實驗測的軸表面上與軸線成 450方向的正應變,試求力偶矩m之值、材料的彈性常數(shù) E、μ均為已知。(15分)第6頁共35頁五、懸臂梁 ACB由鑄鐵材料制成,其許用拉應力 [σt]=40MPa,許用壓三題圖應力[σc]=160MPa,載荷FP=44kN,梁截面為T型,Iz=101.8×106mm4,尺寸如圖,試校核其強度。(15分)五題圖六、圖示剛架,已知剛架各梁抗彎剛度為 EI,求:1)C點支座反力;2)作剛架彎矩圖。(20分)六題圖山西農業(yè)大學- 學年第二學期課程考試試卷A卷()------------
第7頁共35頁四、選擇題1、設軸向拉伸桿橫截面上的正應力為σ,則450斜截面上的正應力和剪應力。A分別為σ/2和σB均為σC分別為σ和σ/2D均為σ/22、圖示鉚接件,若板與鉚釘為同一材料,且已知[σjy]=2[τ],為充分提高材料的利用率,則鉚釘?shù)闹睆剑鋺獮?。Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π3一點的應力狀態(tài)如右圖所示,則其主應力 1、 2、 3分別為30MPa,100MPa,50MPa50MPa,30MPa,-50MPa50MPa,0,-50MPa-50MPa,30MPa,50MPa4、兩根材料和柔度都相同的壓桿,臨界應力一定相等,臨界壓力不一定相等臨界應力不一定相等,臨界壓力一定相等臨界應力和臨界壓力一定相等臨界應力和臨界壓力不一定相等5、圖示交變應力循環(huán)特征 r,應力振幅σa和平均應力σm分別為r=2,σa=20MPa,σm=-10Mpar=2,σa=-40MPa,σm=10Mpar=-2,σa=30MPa,σm=-10Mpar=-2,σa=30MPa,σm=30MPa第8頁共35頁6、圖示十字架,AB桿為等直均質桿,o-o為圓軸。當該十字架繞o-o軸勻速旋轉時,在自重和慣性力作用下桿 AB和軸 o-o分別發(fā)生__________A、拉伸變形、壓縮變形;B、拉彎組合變形、壓彎組合變形;C、拉彎組合變形、壓縮變形;D、拉伸變形、壓彎組合變形。二、計算題(共80分,適用農機、機制、建環(huán) )1、(15分)梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。2、(15分)已知平面應力狀態(tài)如圖所示(單位為 MPa),試用解析法求1、主應力及主平面,并畫出正應力單元體。 2、面內最大剪應力。第9頁共35頁20503、(10分)一受扭轉的圓軸,直徑 d=260mm,材料的的彈性模量 E=200GPa,泊松比v=0.3,現(xiàn)用變形儀測得圓軸表面與軸線成 45方向的線應變ε45=5.2×10-4。試求轉矩 m。--------------------------------------號---學----
題圖6、(10分)重為Q的物體從高度h處自由落下,若已知梁的抗彎剛度為EIEI,支座的彈簧剛度為k(產生單位長度變形所需的力),且k3l,試求C點的撓度。山西農業(yè)大學2006-2007學年第二學期課程考試試卷A卷()五、選擇題(每題4分,共20分)1、材料的失效模式 。只與材料本身有關,而與應力狀態(tài)無關;與材料本身、應力狀態(tài)均有關;只與應力狀態(tài)有關,而與材料本身無關;與材料本身、應力狀態(tài)均無關。第10頁共35頁2、圖中應力圓 a、b、c表示的應力狀態(tài)分別為二向應力狀態(tài)、純剪切應力狀態(tài)、三向應力狀態(tài);單向拉應力狀態(tài)、單向壓應力狀態(tài)、三向應力狀態(tài);單向壓應力狀態(tài)、純剪切應力狀態(tài)、單向拉應力狀態(tài);單向拉應力狀態(tài)、單向壓應力狀態(tài)、純剪切應力狀態(tài)。正確答案是3、關于壓桿臨界力的大小,說法正確的答案是與壓桿所承受的軸向壓力大小有關;與壓桿的柔度大小有關;與壓桿所承受的軸向壓力大小有關;與壓桿的柔度大小無關。4、圖示交變應力的循環(huán)特征 r、平均應力 m、應力幅值 a的值分別是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、205、如圖所示重量為Q的重物自由下落沖擊梁,沖擊時動荷系數(shù)kd112hkd1hVC1ABVBkd112hkd112hCVBDVCVB第11頁共35頁QQA AB C BC二、計算題1、(16分)簡支梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。2、(15分)已知三向應力狀態(tài)如圖所示(圖中應力單位: MPa), 試求:1)主應力;2)主切應力;3)形變應變能密度uf。3、(16分)圓截面桿,受橫向外力F和繞軸線的外力偶m0作用。由實驗測得桿表面A點處沿軸線方向的線應變04104,桿表面B點處沿與軸線成45方向的線應變453.75104。材料的彈性模量E=200GPa,泊松比v=0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mm。試求橫向外力F和繞軸線的外力偶m0。第12頁共35頁FFm0Am0ABBa450daFF4、(16分)精密磨床砂輪軸如圖所示(單位:mm),已知電動機功率N=3kW,轉速n=1400rpm,轉子重量Q1=101N,砂輪直徑D=25mm,砂輪重量Q2=275N,磨削力yz,材料為軸承P/P=3,輪軸直徑d=50mm鋼,[]60MPa,試用第三強度理論校核軸的強度。5、(17分)平面剛架ABC與二力桿CD構成如圖所示結構,并承受外力偶m0作用。若m0、a已知,剛架的抗彎剛度為EI,CD桿的抗拉剛3EI度為EA,且EA2。試求CD桿的變形量l。2aaA Da2B Cm06、(17分)用積分法求梁 B點的撓度和轉角,梁的 EI,L已知。第13頁共35頁號學______________名姓級班______________________業(yè)專
山西農業(yè)大學2006-2007學年第二學期課程考試試卷B卷()--六、選擇題(每題4分,共20分)---1、軸向拉伸細長桿件如圖所示,則正確答案是__________----------------------A1-1、2-2面上應力皆均勻分布;----B1-1面上應力非均勻分布,2-2面上應力均勻分布;----C1-1面上應力均勻分布,2-2面上應力非均勻分布;---D1-1、2-2面上應力皆非均勻分布。-----2、一點的應力狀態(tài)如右圖所示,則其主應力、、3分別為12---A30MPa、100MPa、50MPa---B50MPa、30MPa、-50MPa--題C50MPa、0、-50MPa答D-50MPa、30MPa、50MPa準正確答案是不內線封密-------M(x)M(x)--dx-l--3、對莫爾積分EI的下述討論,正確的是。---A-只適用于彎曲變形;---B-等式兩端具有不相同的量綱;--C-對于基本變形、組合變形均適用;---D只適用于直桿。-----ma-4、圖示交變應力的循環(huán)特征r、平均應力、應力幅值的值分別是-------第14頁共35頁-------A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、205、如圖所示重量為Q的重物自由下落沖擊梁,沖擊時動荷系數(shù)kd12hkd1h11AVCBVBkd112hkd112hCVBDVCVBQQAABCBC二、計算題1、(16分)q、a已知,試作梁的剪力、彎矩圖。qA
qa2qaBC2a a2、(15分)已知平面應力狀態(tài)如圖所示(單位為 MPa),試用解析法求 1、主應力及主平面,并畫出正應力單元體。 2、面內最大切應力。第15頁共35頁20504、(16分)精密磨床砂輪軸如圖所示(單位:mm),已知電動機功率N=3kW,轉速n=1400rpm,轉子重量Q1=101N,砂輪直徑D=25mm,砂輪重量Q2=275N,磨削力yz,材料為軸承P/P=3,輪軸直徑d=50mm鋼,[]60MPa,試用第三強度理論校核軸的強度。6、(17分)用積分法求梁 B點的撓度和轉角,梁的 EI,L已知。山西農業(yè)大學2007-2008學年第二學期課程考試試卷A()卷--七、選擇題(每題4分,共20分,機制、農機做----1-5,建環(huán)做1-4,6)-----0-1、設軸向拉伸桿橫截面上的正應力為-σ,則45斜截面上的正應力和------剪應力。--A分別為σ/2和σB-均為σ----C分別為σ和σ/2D均為σ/2--3、圖示鉚接件,若板與鉚釘為同一材料,且已知[σjy]=2[τ],為充----分提高材料的利用率,則鉚釘?shù)闹睆剑鋺獮?。?--學-Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π-_--_-_--_--_-_--_-第16頁共35頁_--_-_-_-_-_題_名3一點的應力狀態(tài)如右圖所示,則其主應力 1、 2、 3分別為30MPa、100MPa、50MPa50MPa、30MPa、-50MPa50MPa、0、-50MPa-50MPa、30MPa、50MPa4、兩根材料和柔度都相同的壓桿,臨界應力一定相等,臨界壓力不一定相等臨界應力不一定相等,臨界壓力一定相等臨界應力和臨界壓力一定相等臨界應力和臨界壓力不一定相等5、圖示交變應力循環(huán)特征 γ,應力振幅σa和平均應力σm分別為γ=2,σa=20MPa,σm=-10Mpaγ=2,σa=-40MPa,σm=10Mpaγ=-2,σa=30MPa,σm=-10Mpaγ=-2,σa=30MPa,σm=30MPa6、圖示十字架,AB桿為等直均質桿,o-o為圓軸。當該十字架繞o-o第17頁共35頁軸勻速旋轉時,在自重和慣性力作用下桿
AB
和軸
o-o
分別發(fā)生__________A、拉伸變形、壓縮變形;B、拉彎組合變形、壓彎組合變形;C、拉彎組合變形、壓縮變形;D、拉伸變形、壓彎組合變形。--二、計算題(共80分)-----1、(15分)梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。-------------------------------------------2、(15分)已知平面應力狀態(tài)如圖所示(單位為MPa),試用解析法求-----1、主應力及主平面,并畫出正應力單元體。2、面內最大切應力。--20題答準不50內線3、(10分)一受扭轉的圓軸,直徑d=260mm,材料的的彈性模量E=封200GPa,泊松比v=0.3,現(xiàn)用變形儀測得圓軸表面與軸線成45方向的密線應變ε=5.2×10-4。試求轉矩m。-----------------第18頁共35頁-------------4題圖 5題圖6、(10分)重為Q的物體從高度h處自由落下,若已知梁的抗彎剛度為EIEI,支座的彈簧剛度為k(產生單位長度變形所需的力),且k3,l試求C點的撓度。-山西農業(yè)大學2007-2008學年第二學期課程考試試卷B卷()----八、選擇題(每題4分,共20分)----1、軸向拉伸桿,正應力最大的截面和剪應力最大的截面()-0-AB都是橫截面-分別是橫截面、45斜截面-00--C分別是45斜截面、橫截面D都是45斜截面--2、圖中應力圓a、b、c表示的應力狀態(tài)分別為----A二向應力狀態(tài)、純剪切應力狀態(tài)、三向應力狀態(tài);---B單向拉應力狀態(tài)、單向壓應力狀態(tài)、三向應力狀態(tài);----C單向壓應力狀態(tài)、純剪切應力狀態(tài)、單向拉應力狀態(tài);----D-單向拉應力狀態(tài)、單向壓應力狀態(tài)、純剪切應力狀態(tài)。------------------題答準第19頁共35頁不內M(x)M(x)dx3、對莫爾積分lEI的下述討論,正確的是。A只適用于彎曲變形;B等式兩端具有不相同的量綱;C對于基本變形、組合變形均適用;D只適用于直桿。4、圖示交變應力的循環(huán)特征r、平均應力m、應力幅值a的值分別是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、205、在連接件上,剪切面和擠壓面分別 于外力方向。A垂直、平行 B平行、垂直C平行 D垂直二、計算題(共 80分)1、(15分)q、a已知,試作梁的剪力、彎矩圖。第20頁共35頁號學___________
qa2q qaBA C2a a2、(15分)已知平面應力狀態(tài)如圖所示(單位為 MPa),試用解析法求1、主應力及主平面,并畫出正應力單元體。 2、面內最大切應力。20502、1xyxy22()xy3222575050(20)2MPa227tg22xy0.819020'00xy(xy2232MPamax2)xy--3、(15分)皮帶輪傳動軸如圖所示,皮帶輪1的重量W1800N,直徑--------d10.8m,皮帶輪2的重量W21200N,直徑d21m,皮帶的緊邊拉-----力為松邊拉力的二倍,軸傳遞功率為100kW,轉速為每分鐘200轉。軸-----材料為45鋼,[]80MPa,試求軸的直徑。----------------------第21頁共35頁------------0.5m0.75m0.75my2t2D1ABdCd12zt1w1T2w2T15、(15分)總長度為l,抗彎剛度為EI的懸臂梁AB承受分布載荷q,試用能量法求截面B的撓度和轉角。qCA Bal2006-2007(2)材料力學試卷 A答案一、選擇題1、B2、C3、B4、D5、C二、計算題1、簡支梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。RA RB4kN/mA
xBC9kN1m 2.75m第22頁共35頁mB0RA3.7592.7543.7522RA0.9KNFy0RBRA943.75RB 5.1KNFq(KN)5.90.9xCB3.15.1C 1.1xA0.10125 B3.25125M(KNm)剪力方程和彎矩方程:AC段:Fq(x)RA4x0.94x;M(x)RAx4x20.9x2x22CB段:Fq(x)4(3.75x)RB9.94x;4(3.75 x)2M(x) 5.1(3.75 x)2根據(jù)上面方程容易求出駐點、零點和剪力、彎矩的極值,如圖。2、165.3MPa,250MPa,315.3MPa127.65MPa,2332.65MPa,1340.3MPa第23頁共35頁uf11.9103J/m33、σ0σxE0E4560MPa80MPa,xy)(14、Mx(Nm)20.5Mz(Nm)603.85My(Nm)18.18213.2扭矩:Mx9549N9549320.5NmnD1400進而可以求出磨削力:PzMx1640N;P3P4920N2yz故可以求出My和Mz的極值:MymaxPz130103213.2NmMzmax(PyQ2)130103603.85Nm第24頁共35頁彎矩:MMy2Mz2213.22603.852640.38Nmmaxmax第三強度理論:M2Mx232640.38220.5252.2MPa[]W(50103)3故該軸滿足強度要求。5、112a3,1F11a2m0,X111m0,l11m0EI8EI16a16EA6、ql3ql4B,vB6EI8EI2006-2007(2)材料力學試卷 B答案二、選擇題1、B2、B3、C4、D5、C二、計算題1、q、a已知,試作梁的剪力、彎矩圖。q
qa2
qaA
BC2a a第25頁共35頁2、2050
1xyxy22()xy3222575050(20)2MPa227tg22xy0.819020'00xyxy2232MPamax()xy23、BaA CP PaD應用截面法容易求出:第26頁共35頁AB、AD、BC、DC四根壓桿的內力N1PBD拉桿的內力N2P,2l4a41180id0.05結構臨界載荷:Pcr(2350.00682d22)4Pcr531.7KN4、Mx(Nm)20.5Mz(Nm)603.85My(Nm)18.18213.2N320.5Nm扭矩:Mx954995491400n進而可以求出磨削力:D1640;P3P4920PzMxNNyz2故可以求出 My和Mz的極值:第27頁共35頁MymaxPz130103213.2NmMzmax(PyQ2)130103603.85Nm彎矩:MMy2Mz2213.22603.852640.38Nmmaxmax第三強度理論:M2Mx232640.38220.5252.2MPa[]W103)3(50故該軸滿足強度要求。5、2a3a2X1m0VD5a2111Fm02a,m03EI,3EI,24EI(向下)6、3ql4qlB,vB8EI6EI2007-2008(2)材料力學試卷 A答案三、選擇題1、D2、D3、B4、A5、C6、C二、計算題1、簡支梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。Rc1(qa2qa2.5aqa2)5qa2a4RA3qa4第28頁共35頁FQqa3/4qa-1/4qa21/2qa3/4qa2M2、2050
1xyxy22()xy3222575050(20)2MPa227tg22xy0.8019020'0xyxy2232MPamax()xy23、m=125.7N/m4、x82.2MPa,xy16.34MPa,r388.5MPa<[]180MPa5、第29頁共35頁2a3a2X1m05a2111Fm0VDm03EI,3EI,2a,24EI(向下)6、vdC(1118EIh3)5Ql35Ql9EI2007-2008(2)材料力學試卷 B答案四、選擇題1、A2、C3、C4、D5、B二、計算題1、q、a已知,試作梁的剪力、彎矩圖。q
qa2
qaA
BC2a a2、第30頁共35頁2050
1xyxy22()xy3222575050(20)2MPa227tg22xy0.819020'00xy(xy)2232MPamax2xy3、解:扭矩:T9549N=4775Nmn皮帶拉力t1T9438N,T12t118880Nd1/2t2T9550N,T22t219100Nd2/2Py1T1t1W136616Py2W21200,Pz2(T2t2)28650內力分析B截面Mx4775My18308截面My10743Mz9604MMy2Mz214410第31頁共35頁軸危險截面為 B截面軸徑計算Mx2My2W=236E-6d332Ww=0.134m4、xa41.8MPa,xza16.3MPa,1a47.4MPa,2a0,3a5.6MPa,r3a53MPa5、在B點作用向下單位力qx2M (AC段)2M (x l a)(AC段)點向下位移aMMdxqa3向下B0EI(4la)24EI求轉角:在B點作用順時針單位力偶Mqx2(AC段)2M 1B點轉角aMMaqx2qa3Bdxdx順時針0EI02EI6EI6、3EIQl2dV32EIgQl二.繪制結構的剪力、彎矩圖。 (15分)第32頁共35頁三.如圖,左輪沿切線作用水平向前 F1=6kN,右輪沿切線作用鉛垂向上 F2,a=0.4m,D1=0.4m,D2=0.6m,軸的材料許用應力[σ]=100MPa,。試按第三強度理論設計合理的d。(15分).圖示結構,梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。試求重物自由下落沖擊C點所造成梁中的動態(tài)最大彎矩。(15分)五.圖示結構,各桿材料許用應力 [σ]=120MPa;邊桿長度 l=1m,直徑d1=0.04m;對角線桿的直徑d=0.06m,
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